CN1184001C - 电子束照射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能以更高的冷却效率有效地冷却电子取出用窗箔及窗箔安装凸缘的电子束照射装置。其在电子束的加速管2或扫描管3的端部，借助安装凸缘4安装用于将电子束取出到大气侧的窗箔。其中在安装凸缘4上，设置着安装凸缘4的内周面上形成的环状沟与闭塞该环状沟10的开口端的盖体11构成的冷却介质通路13。
Description
本发明涉及一种例如在进行火力发电厂排出的废气等的处理及树脂等的交联过程中所使用的电子束照射装置，特别是涉及一种能更有效地冷却电子取出用窗箔的电子射线照射装置。
电子束照射装置在众多产业领域中获得了广泛的使用。其中，在大气中对锅炉废气那样的被照射体进行处理的电子束照射装置必须把在真空中经高速加速了的电子束取出到大气中。因此为了达到在把电子束取出时、工艺上的电子穿透率值，一般使用厚度为几十μm(例如30μm)的纯钛膜或钛合金膜制造的窗箔。该窗箔通过安装凸缘安装在电子束的加速管或扫描管的下端。
在使电子束通过窗箔时损失一部分能量，结果窗箔被加热，进而安装凸缘被加热。因此，要求有效地冷却窗箔及安装凸缘。为此，在电子束取出口的周边设置断面为コ字状的流槽形加强凸缘，使其面对真空腔的侧壁，使冷却介质在该凸缘的内部处于流通的状态。
近年来，随着电子束照射装置的电子束的能量增高、电流增大，电子在电子取出窗箔及窗箔安装凸缘上损失的能量也增大，窗箔及窗箔安装凸缘的发热量也有增加的倾向。这是因为，当电子束的电流值增加时，由于电子束本身所具有的电荷的作用、受到在电子束直径扩大方向的力，使得与安装凸缘表面冲突的电子数量增加，而且同样能量的电子在窗箔上损失的能量与电子束的电流值成比例。
而且，由于前述窗箔是真空氛围与大气之间的隔壁，其承受与其大小对应的大气压，并且窗箔是通过安装凸缘与真空密封件、在加了一定强度以上的张力的状态下安装的。因此，在窗箔上总是作用着热及机械力(大气压及张力)，与电子束照射装置的其它构件部分相比，窗箔处于恶化更加剧烈，更容易由应力集中引起窗箔的破裂等麻烦的环境中。为此，随着电子束的能量增高、电流增大，迫切希望开发出一种电子束照射装置，它能以更高的冷却效率来有效地冷却窗箔及窗箔安装凸缘。
本发明是鉴于上述实际情况而作出的，其目的是提供一种能以更高的冷却效率来有效地冷却电子取出用窗箔及窗箔安装凸缘的电子束照射装置。
为达到上述目的而作出的本发明的电子束照射装置，在电子束的加速管或扫描管的端部上，借助中空状安装凸缘安装着用于将电子束取出到大气侧的窗箔，其特征是，在前述中空状安装凸缘上，设有冷却介质通路，它是由中空状安装凸缘的内周面上形成的环状沟与闭塞该环状沟的开口端的盖体构成的。
在前述冷却介质通路上，设有突出于通路内部的冷却用散热片。
此外，设有能控制前述电子束的束流直径的聚焦电磁铁。
采用本发明，由于冷却介质流过中空状安装凸缘上所设置的冷却介质通路，冷却介质与中空状安装凸缘进行的热交换，使中空状安装凸缘及其附近的窗箔被冷却。此时，由于在冷却介质通路内设有冷却用散热片，因此使冷却介质的传热面积增大，虽然在冷却介质通路内存在的散热片部分，会使冷却介质通路的断面积减小，但它使得在冷却介质通路内流过的冷却介质的流速加快，能提高冷却效率。
图1是表示本发明的一个实施例的电子束照射装置的整体结构的图。
图2是放大地表示图1的主要部分的断面图。
图3是表示本发明的另一个实施例的主要部分的放大断面图。
下面，参照图1及图2来说明本发明的电子束照射装置的一个实施例。
图1是表示本发明的电子束照射装置的整体结构的图，图2是放大地表示图1的主要部分的断面图。
如图1所示，电子束照射装置具有电子源1、将从该电子源1放出的电子束在真空中加速的加速管2、设有使磁场加在该电子束上而使该电子束偏转地扫描的电磁铁的扫描管3。在该扫描管3的下端连结着中空状的安装凸缘4。在该实施例中，用电子束照射例如流过废气管5内的废气，进行废气处理。
在前述安装凸缘4的下面，如图2所示，厚度为几十μm(例如30μm)的纯钛膜或钛合金膜制造的窗箔6是使它的周缘部被安装凸缘4与框状的压板7夹持，施加一定的张力而张紧地设置着。在前述安装凸缘4与压板7之间，安装着真空密封用的铝制或金属制的O形密封圈8。
在前述安装凸缘4的内周面上形成具有矩形状横断面的环状沟10，该环状沟10的开口端被盖体11闭塞。而且，由该环状沟10与盖体11构成冷却介质流通的冷却介质通路13。而且，在前述盖体11上，设置着位于其宽度方向的中央的、向前述环状沟10内部突出的冷却用散热片12a。
在该电子束照射装置上，由于冷却介质流过前述冷却介质通路13内，在该冷却介质与安装凸缘4之间进行热交换，因而使安装凸缘4及其附近的窗箔6冷却。此时，由于在冷却介质通路13内设有冷却用散热片12a，冷却介质与该散热片12a边接触边流动，因此进行冷却的传热面积增大了，虽然该散热片12a的存在使因冷却介质通路13的断面积变小了，但是它使得在冷却介质通路13内流过的冷却介质的流速加快了。由此，能提高窗箔安装凸缘4的冷却效率，能对窗箔6进行有效的冷却。
也即，若把热交换量取为Q(千卡/小时)，则下面的公式成立。
Q∝KAΔt
式中，K：热穿透率(千卡/米2小时℃)
A：传热面积(米2)
Δt：传热对象相互间的温度差
这里，热穿透率K为雷诺数乘以0.8的比例数值，雷诺数为正比于冷却介质管内流速V的值。因此通过使传热面积、冷却介质通路内流过的冷却介质的流速增大，可使热交换量增大。
图3是表示本发明的另一个实施例的图。在图3(a)所示的例子中，在安装凸缘4的环状沟10内，成一体地设有在其宽度方向的大致中央的散热片12b，在盖体11上的夹持前述散热片12b位置上分别设置2条冷却用散热片12c、12d。这样，在由环状沟10与盖体11构成的冷却介质通路13内就设有3个散热片12b、12c、12d。此外，在图3(b)所示的例子中，在安装凸缘4的环状沟10内成一体地设置横断面为三角形状的冷却用散热片12e，散热片12e位于由环状沟10与盖体11构成的冷却介质通路13内。
这样，通过任意地选择散热片的形状，并通过散热片形状的变化，就可以调整传热面积及流过冷却介质通路内的冷却介质的流速。
在前述实施例中，虽然表示的是扫描管与安装凸缘分别形成的例子，但它们也可一体地形成。此外，虽然表示的是在扫描管的下端安装窗箔的例子，但在从加速管将电子束直接取出到大气中的情况下，窗箔也可设置在加速管的下端。
如上所述，本发明能用流过冷却介质通路内的冷却介质、以高的冷却效率有效地冷却安装凸缘及其近旁的窗箔，可抑制安装凸缘及窗箔的温度上升。这样，可抑制随着电子束的能量增高、电流增大而使窗箔破裂的麻烦，而且，可抑制真空密封用O形密封圈的热膨胀，防止由于其与安装凸缘的线膨胀系数不同而产生的密封性能的降低。
Claims (3)
1.一种电子束照射装置，在电子束的加速管或扫描管的端部上，借助中空状安装凸缘安装着用于将电子束取出到大气侧的窗箔，其特征是，在前述中空状安装凸缘上，设有冷却介质通路，它是由中空状安装凸缘的内周面上形成的环状沟与闭塞该环状沟的开口端的盖体构成的。
2.如权利要求1所述的电子束照射装置，其特征是，在前述冷却介质通路内设有向通路内部突出的冷却用散热片。
3.如权利要求1或2所述的电子束照射装置，其特征是，设有用于控制前述电子束的束流直径的聚焦用电磁铁。
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